Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004 2014 (Luận văn thạc sĩ)

Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004 2014 (Luận văn thạc sĩ)Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004 2014 (Luận văn thạc sĩ)Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004 2014 (Luận văn thạc sĩ)Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004 2014 (Luận văn thạc sĩ)Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004 2014 (Luận văn thạc sĩ)Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004 2014 (Luận văn thạc sĩ)Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004 2014 (Luận văn thạc sĩ)Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004 2014 (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ SỬ DỤNG TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH LANDSAT ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐỘ TÀN CHE CỦA RỪNG TÂY NGUYÊN GIAI ĐOẠN 2004-2014 CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ ĐỖ THỊ HẰNG HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ SỬ DỤNG TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH LANDSAT ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐỘ TÀN CHE CỦA RỪNG TÂY NGUYÊN GIAI ĐOẠN 2004-2014 ĐỖ THỊ HẰNG CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ MÃ SỐ: 1598030077 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN TIẾN THÀNH HÀ NỘI, NĂM 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: TS Nguyễn Tiến Thành Cán chấm phản biện 1: PGS TS Doãn Hà Phong Cán chấm phản biện 2: TS Phạm Minh Hải Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 31 tháng 12 năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Luận văn “Sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat đánh giá biến động độ tàn che của rừng Tây Nguyên giai đoạn 2004-2014” cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập với giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn Những kết nghiên cứu trình bày luận văn là hoàn toàn trung thực, không vi phạm điều luật sở hữu trí tuệ pháp luật Việt Nam Nếu sai, tơi hồn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật Hà Nội, ngày 31 tháng12 năm 2017 Tác giả luận văn Đỗ Thị Hằng ii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, nhận nhiều quan tâm giúp đỡ kiến thức, tinh thần ý kiến góp ý từ thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp và gia đình Đặc biệt, tơi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Tiến Thành là người hướng dẫn trực tiếp tôi, bảo, giúp đỡ, động viên Tôi xin cảm ơn thầy cô khoa Trắc địa-Bản đồ, trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn thạc sĩ này iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii THÔNG TIN LUẬN VĂN viii MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái niệm biến động độ tàn che rừng 1.1.1 Khái niệm độ tàn che rừng 1.1.2 Phân loại rừng 1.1.3 Khái niệm biến động độ tàn che rừng .6 1.2 Khả ứng dụng của viễn thám nghiên cứu biến động độ tàn che của rừng 1.2.1 Khái quát viễn thám .7 1.2.2 Ứng dụng của viễn thám 13 1.2.3 Ứng dụng của viễn thám nghiên cứu biến động độ tàn che rừng 19 1.3 Khả ứng của GIS nghiên cứu biến động độ tàn che của rừng 21 1.3.1 Khái quát hệ thống thông tin địa lý 21 1.3.2 Khả ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý(GIS) đánh giá biến động độ tàn che của rừng 23 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VIỄN THÁM ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐỘ TÀN CHE CỦA RỪNG 25 2.1 Quy trình ứng dụng viễn thám đánh giá biến động độ tàn che của rừng 25 2.2 Cơ sở khoa học xác định độ tàn che từ ảnh vệ tinh 26 2.2.1 Tiền xử lý ảnh vệ tinh .27 2.2.2 Chiết tách thông tin độ tàn che từ ảnh vệ tinh 37 2.2.3 Phân tích thành phần .39 2.2.4 Xác định mơ hình mật độ tàn che của rừng (FCD) 42 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH LANDSAT ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐỘ TÀN CHE RỪNG TÂY NGUYÊN 43 iv GIAI ĐOẠN 2004-2014 43 3.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu và tư liệu sử dụng .43 3.1.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu .43 3.1.2 Tư liệu sử dụng .46 3.2 Chiết tách thông tin độ tàn che từ ảnh vệ tinh 50 3.2.1 Tiền xử lý ảnh 50 3.2.2 Chiết tách thông tin từ ảnh 51 3.3 Đánh giá biến động độ tàn che giai đoạn 2004-2014 57 3.3.1 Kết sơ đồ biến động độ tàn che của rừng 57 3.3.2 Số liệu thống kê biến động độ tàn che rừng giai đoạn 2004 – 2014 .58 3.4 Thành lập đồ biến động độ tàn che của rừng 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT TỪ VIẾT TẮT Ý NGHĨA TIẾNG ANH MSS Multispectral Scanner Hệ thống quét đa phổ PCA Principal Component Analysis Phân tích thànhphần AVI Advance Vegetation Index Chỉ số thực vật cải tiến BI Bare Soil Index Chỉ số đất trống SI Shadow Index Chỉ số bóng SSI Scaled Shadow Index Chỉ số bóng tuyến tính VD Vegetation Density Mật độ thực vật FCD Forest Canopy Destiny Mật độ tàn che RED Red Kênh đỏ 10 GR Green Kênh xanh lục 11 BL Blue Kênh xanh lam 12 NIR Near- infrared Kênh cận hồng ngoại vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Giá trị hệ số Grescale ,Brescale kênh ảnh LANDSAT TM 31 Bảng 2.2 Giá trị hệ số G, B kênh ảnh LANDSAT TM 31 Bảng 2.3 Giá trị hệ số Lmax, Lmin kênh ảnh LANDSAT TM .32 Bảng 2.4 Giá trị hệ số Lmax, Lmin kênh ảnh LANDSAT ETM+ Low gain 32 Bảng 2.5 Giá trị hệ số Lmax, Lmin kênh ảnh LANDSAT ETM+Highgain 33 Bảng 2.6 Giá trị ML, AL ảnh hồng ngoại nhiệt LANDSAT 34 Bảng 3.1 Đặc trưng cảm Landsat TM 47 Bảng 3.2 Đặc trưng cảm của ảnh vệ tinh Landsat 49 Bảng 3.3 Thống kê cảnh ảnh sử dụng nghiên cứu 50 Bảng 3.4 Số liệu thống kê diện tích biến động tỉnh Đắk Lắk 59 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của viễn thám Hình 1.2 Mơ hình cơng nghệ GIS 21 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình nghiên cứu 25 Hình 3.1 Bản đồ ranh giới hành tỉnhĐắk Lắk 43 Hình 3.2 Vệ tinh Landsat 46 Hình 3.3.Vệ tinh Landsat 48 Hình 3.4 Ảnh Landsat sau hiệu chỉnh xạ 50 Hình 3.5 Ảnh sau cắt theo khu vực nghiên cứu 51 Hình 3.6 Kết tính tốn số thực vật cải tiến AVI 52 Hình 3.7 Kết tính tốn số đất trống BI 53 Hình 3.8 Chỉ số bóng SI 54 Hình 3.9 Chỉ số mật độ thực vật VD 55 Hình 3.10 Mật độ tàn che năm 2004 56 Hình 3.11 Mơ hình mật độ độ tàn che 2014 57 Hình 3.12 Sơ đồ biến động mật độ tàn che rừng 2004-2014 58 Hình 3.13 Biểu đồ thể biến động mật độ tàn che năm 2004-2014 59 Hình 3.14 Bản đồ biến động độ tàn che rừng tỉnh Đắk Lắk 60 51 3.2.2 Chiết tách thông tin từ ảnh a Cắt ảnh theo khu vực nghiên cứu Ảnh sau hiệu chỉnh cắt theo ranh giới tỉnh Đắk Lắk phần mềm Envi 5.2: Hình 3.5 Ảnh sau cắt theo khu vực nghiên cứu b Kết tính tốn số thực vật cải tiến AVI AVI thông số thiết yếu để xác định thực vật khỏe mạnh dựa kênh phổ hồng ngoại (RED) kênh cận hồng ngoại (NIR) AVI tương tự số thực vật NDVI (Normalized Difference) sử dụng sớm rộng rãi Tuy nhiên NDVI sử dụng phổ biến để phân loại khu vực có thực vật cao thấp không hợp lý để làm bật khác biệt tinh tế độ tàn che của rừng Tương tự với giá trị NDVI, giá trị AVI khoảng từ -1 đến +1 52 Giá trị lớn (AVI> 0.6) thực vật rừng có mật độ lớn, tán che phủ cao Giá trị trung bình (0.2< AVI